近年來,國家對水資源的開發(fā)逐步向國內(nèi)西北、西南等高寒地區(qū)轉(zhuǎn)移,這些地區(qū)的水資源在防洪、發(fā)電、灌溉等方面具有潛在的應(yīng)用價值,但高寒地區(qū)氣候復(fù)雜,冬季時間持續(xù)久,導(dǎo)致寒區(qū)的水庫、水電站等水工建筑會在冬季受到靜冰壓力的威脅,因此研究寒區(qū)冰生消過程中靜冰壓力的變化對寒區(qū)水資源轉(zhuǎn)換為實際生產(chǎn)力具有重大意義。針對目前無法實時連續(xù)獲取冰在生消過程中靜冰壓力變化的問題,本文利用光纖環(huán)形腔衰蕩光譜技術(shù)結(jié)合FPGA脈沖調(diào)制技術(shù)搭建了光纖環(huán)形腔衰蕩傳感系統(tǒng),進(jìn)行了雙通道測試實驗,并采用該系統(tǒng)對靜冰壓力進(jìn)行了初步檢測,探究了冰在生消過程中對邊界的底面、側(cè)壁產(chǎn)生的靜冰壓力變化情況,證明該系統(tǒng)具有連續(xù)檢測的功能。論文主要完成了以下四個工作:1.針對連續(xù)檢測靜冰壓力變化的要求,在查閱大量文獻(xiàn)的前提下對當(dāng)前的靜冰壓力的研究現(xiàn)狀及壓力檢測技術(shù)進(jìn)行了分析,提出了以光纖作為應(yīng)變傳感單元,FPGA調(diào)制技術(shù)和光纖環(huán)形腔衰蕩技術(shù)為核心的檢測方法,實現(xiàn)靜冰壓力連續(xù)檢測。2.根據(jù)電光調(diào)制的原理提出了FPGA脈沖調(diào)制的方法,運用基于FPGA的直接數(shù)字式頻率合成器技術(shù)和鎖相環(huán)倍頻技術(shù)分別產(chǎn)生電脈沖,從脈寬寬度與電路設(shè)計的復(fù)雜度著手,確定... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究意義
    1.2 靜冰壓力的研究現(xiàn)狀
    1.3 壓力傳感器的原理及分類
    1.4 光纖傳感技術(shù)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
    1.5 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 環(huán)形腔衰蕩光譜技術(shù)的基本理論
    2.1 腔衰蕩光譜技術(shù)理論
    2.2 光纖環(huán)形腔衰蕩光譜技術(shù)
    2.3 影響FLRDS技術(shù)測量精度的因素分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于FPGA的光脈沖調(diào)制方案
    3.1 光纖傳感脈沖生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理
    3.2 直流偏置電壓源的設(shè)計
    3.3 基于FPGA控制的脈沖信號源設(shè)計
        3.3.1 FPGA硬件平臺及開發(fā)工具
        3.3.2 基于直接數(shù)字式頻率合成器技術(shù)的脈沖信號源設(shè)計
        3.3.3 基于PLL技術(shù)的脈沖信號源設(shè)計
    3.4 脈沖整形電路設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 FLRDS雙路傳感系統(tǒng)的搭建與測試
    4.1 復(fù)用測量原理
    4.2 實驗裝置
    4.3 實驗結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 靜冰壓力檢測實驗
    5.1 靜冰壓力檢測系統(tǒng)的整體設(shè)計
    5.2 底部壓力實驗分析
    5.3 側(cè)壁壓力實驗分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲獎情況
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目



本文編號：3721808